EP1839007B1 - Aggregat mit einer vorrichtung zur entfernung von harten schmelzrückständen von einem schmelzofen - Google Patents

Aggregat mit einer vorrichtung zur entfernung von harten schmelzrückständen von einem schmelzofen Download PDF

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EP1839007B1
EP1839007B1 EP06706284A EP06706284A EP1839007B1 EP 1839007 B1 EP1839007 B1 EP 1839007B1 EP 06706284 A EP06706284 A EP 06706284A EP 06706284 A EP06706284 A EP 06706284A EP 1839007 B1 EP1839007 B1 EP 1839007B1
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EP
European Patent Office
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melting furnace
cleaning head
cleaning
furnace
melt residues
Prior art date
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EP06706284A
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EP1839007A1 (de
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Robert Passarotto
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PENOX ITALY Srl
Original Assignee
PENOX ITALY Srl
PENOX ITALY Srl
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2075—Removing incrustations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag

Definitions

  • the invention relates to an aggregate according to claim 1, comprising a device for removing solid melt residues from a melting furnace, in particular from a melting furnace for metal oxide production.
  • molten metal is vaporized, the metal vapor is oxidized, the resulting metal oxide is then cooled and collected in a filter. To evaporate the metal, it is heated to the appropriate evaporation temperature in a melting furnace.
  • a melting furnace By evaporating the molten metal In the melting furnace, solid deposits or melt residues are formed in the melting furnace within the shortest possible time, which, on the one hand, hinder further heating of the metal and, on the other hand, continuously reduce the volume of the melting furnace to be filled.
  • impurities from the molten metal concentrate, which lead to an increase of impurities in the metal oxide to be produced, if the melt residues are not regularly removed from the furnace.
  • the furnace is freed of solid melt residues.
  • the removal of the solid melt residues is usually carried out manually with the aid of a pneumatic hammer.
  • the smelting furnace has to cool down for at least 24 hours before starting to remove the smelting residue, since the operator who runs the Cleaning the furnace, otherwise endangered by the high temperatures and resulting gases. After cleaning, the furnace must be brought back up to its operating temperature, so that the manufacturing process is interrupted over a longer period of time.
  • an object of the invention to provide an aggregate comprising a melting furnace, in particular a furnace for metal oxide, a setting device for the furnace and a device for removing solid melt residues from the furnace, wherein the melt residues quickly and without significant impairment of the manufacturing process can be removed.
  • the invention solves this problem by an aggregate having the features of claim 1.
  • an aggregate with a device for removing the solid melt residues from the furnace, which is equipped with a rotatably mounted cleaning head for the mechanical removal of the adhering in the melting furnace melt residues.
  • this cleaning head can be spatially moved relative to the melting furnace, so that the cleaning head can be retracted into the melting furnace for cleaning and remove any melt residues from any point inside the melting furnace.
  • the cleaning head is rotatably driven for this purpose and can be equipped with appropriate cleaning elements, such as cutting, scrapers and the like.
  • the melting furnace does not have to be switched off. Rather, it is sufficient to empty the furnace, ie to heat until all the molten metal has evaporated. Then the still hot melting furnace are cleaned by means of the device, with high repeatability, the solid melt residues can be removed from the furnace. As a result of the unit according to the invention, it is not only possible to significantly reduce the duration of cleaning compared to the prior art. In addition, the furnace does not have to be switched off during cleaning, but can be put back into operation immediately after cleaning.
  • the device for removing solid melt residues from the smelting furnace may also be equipped with an automatic control, so that operation by operating personnel is not required. If the device is equipped with such an automatic control, it is furthermore advantageous if the automatically controlled device automatically frees the melting furnace from solid melt residues in accordance with a predetermined cleaning cycle.
  • the device for removing solid melt residues from the melting furnace with a setting device for the melting furnace, which is used to agitate the melting furnace between an operating position in which the melt is melted and vaporized, and a cleaning position in which the cleaning head is to be moved into the melting furnace for removing the melt residues.
  • the cleaning head with the manipulation device can thus be arranged laterally of the melting furnace, so that the cleaning head and the manipulation device do not impair the proper operation of the melting furnace. Only for cleaning, the furnace then has to be moved by means of the adjusting device in its cleaning position be in which the furnace is arranged in an optimized position relative to the cleaning head and the manipulation device for removing the melt residues.
  • the adjusting device of the unit according to the invention is used when the melting furnace is a crucible melting furnace, which stands upright in its operating position.
  • the adjusting device which is designed as a pivoting device in this development, then the crucible melting furnace between its operating position in which it stands upright, and its cleaning position in which it is inclined from the vertical, are pivoted back and forth.
  • the manipulation device has a first arm, which is pivotable about a first pivot axis, and a second arm pivotable on the first arm about a second pivot axis, on which the cleaning head is rotatably mounted.
  • the pivot axes of the two arms thereby run at least approximately parallel to one another in order to be able to cover as large a spatial area as possible with the aid of the manipulation device.
  • the axis of rotation of the cleaning head also runs approximately parallel to the pivot axes of the two arms.
  • a separately actuated actuator is used in each case.
  • hydraulic cylinders are particularly preferably used, the have a comparatively low volume and at the same time are able to generate the adjusting forces to be applied to the arms and the forces required to remove the melt residues feed forces.
  • hydraulic cylinders are prone to failure, even in extreme environmental conditions such as prevailing in smelting operations, such as in the production of metal oxides.
  • the rotary drive for the cleaning head is provided in the manipulating device formed as an arm on the second arm, preferably.
  • the manipulation device with its movable components and the associated drives is arranged as far away as possible from the hot melting furnace during the cleaning process
  • the shaft is designed so that its strength is sufficient to withstand the deformation forces resulting from the removal of the melt residues.
  • a correspondingly shaped milling head is preferably used, with which the solid melt residues can be easily removed from the furnace.
  • the manipulation device is provided with a frame which is longitudinally displaceable for inserting the cleaning head into and out of the cleaning head from the furnace.
  • the frame is mounted displaceably on a longitudinal guide and is preferably adjusted by means of a rotary drive, which cooperates via a spindle nut and a standing with this engaging spindle with the frame for moving.
  • a spindle nut with spindle has the advantage that the frame can be moved with high repeatability and high precision.
  • the cleaning head can thus have a defined space which only limited by the length of the arms and the length of the longitudinal guides, reach.
  • the apparatus for removing solid melt residues can also be used when the furnace is still warm, as already explained, the gases rising from the furnace and suspended solids and particles which are formed during the removal of the melt residues can be released. be sucked by means of a suction device. If the unit is permitted with the adjusting device described above, the suction device is preferably positioned in a position in which it can suck the gases and suspended matter with maximum effect when the furnace is in its cleaning position.
  • Fig. 1 Shown schematically is a zinc oxide manufacturing facility 10 equipped with a debris removal apparatus 12
  • the plant 10 has a melting furnace 14, which is arranged below an intake pipe 16.
  • the intake pipe 16 is connected via a line 18 with a decanter 20 in flow communication.
  • the decanter 20 in turn communicates with a filter device 24 formed from a total of four filter units 24 via a line 26 in fluid communication.
  • a transport device 28 for transporting the zinc oxide obtained and a packing direction 30 adjoining it are arranged below the filter units 22 below the filter units 22, a transport device 28 for transporting the zinc oxide obtained and a packing direction 30 adjoining it are arranged.
  • a feed unit 32 is arranged, which sucks and filters gases flowing past the intake pipe 16.
  • the system 10 is equipped with the apparatus 12 for removing melt residues, the structure and mode of operation of which are described below with reference to FIGS Fig. 2 to 4 is explained in more detail.
  • Fig. 2 is a perspective view of a manipulation unit 34 is shown, which serves for the spatial reciprocation of a milling head 36 formed as cleaning head.
  • the manipulation device 34 has a base 38, which is equipped with two parallel longitudinal guides 40 and 42. As the Fig. 3 and 4 show, the base 38 rests on rollers 44, so that the manipulation unit 34 can be moved in position, for example, to be reciprocated between a plurality of melting furnaces 14.
  • the frame 46 In order to move the frame 46 on the longitudinal guides 40 and 42, the frame 46 is equipped with two spindle nuts 48, which with a rotatably mounted on the base 38 spindle 50 are engaged. With the aid of a rotary drive 52 (see. Fig. 3 and 4 ), the spindle 40 can be rotated about its longitudinal axis, wherein the rotation causes an adjustment of the spindle nuts 48 along the spindle 50, which in turn cause a movement of the frame 46 along the longitudinal guides 40 and 42.
  • a first pair of arms 54 is pivotally mounted on a parallel to the two longitudinal guides 40 and 42 extending first pivot axis A 1 .
  • a second pair of arms 56 is pivotally mounted on a second pivot axis A 2 .
  • the second pivot axis A 2 is parallel to the first pivot axis A 1 and thus parallel to the longitudinal guides 40 and 42nd
  • a rotary drive 58 is provided, whose axis of rotation R is also parallel to the two pivot axes A 1 and A 2 and parallel to the two longitudinal guides 40 and 42.
  • the rotary drive 58 drives a shaft 60, which extends parallel to the longitudinal guide 40 and 42 and at the free end of the milling head 36 is releasably secured.
  • FIG. 4 shows, in which a front view of the device 12 is shown, the two pairs of arms 54 and 56 are adjusted by means of two hydraulic cylinders 62 and 64.
  • this device 12 allows axial feed movement and transverse axial parallel movement of the milling head 36.
  • the device 12 further comprises a pivoting device 66, with which the melting furnace 14 between its operating position in which it stands upright and a cleaning position in which it extends horizontally inclined, can be pivoted back and forth.
  • the pivoting device 66 has for this purpose a receptacle 68, which are provided at joints 70 and 72 pivotally mounted on an edge of a pit 74.
  • the actual crucible 76 see. Fig. 3
  • two hydraulic cylinders 78 are coupled, of which for clarity in Fig. 3 only one is shown. With the help of the hydraulic cylinder 78, the receptacle 68 and thus the melting furnace 14 between the operating position and the cleaning position can be pivoted back and forth.
  • the hydraulic cylinders 78 are retracted so that the crucible 76 with its opening runs at least approximately horizontally. During the heating, the molten zinc rises as vapor and is removed by the suction pipe 16 arranged above the crucible 76 and further processed in the manner described above.
  • the melting furnace 14 is initially heated until at least approximately all zinc metal has evaporated from the melting furnace 14. Subsequently, the still hot melting furnace 14 is pivoted by the pivoting device 66 by extending the hydraulic cylinder 78 in its cleaning position, in which the crucible 76 extends at least approximately vertically with its opening. Then, by activating the spindle 50, the manipulation device 34 is moved with the milling head 36 into the crucible 76, at the same time the rotary drive 58 in operation is set to enable the milling head 36 in rotation.
  • the milling head 36 After the start-up of the milling head 36, the milling head 36, for example, according to a predetermined cleaning cycle by adjusting the two arm pairs 54 and 56 to each other and by moving the frame 46 along the L Lucassftihrung 40 and 42 within the crucible 76 back and so drove that at least approximately to the inner surface of the crucible 76 adherent solid melt residues are removed. By correspondingly regular movement of the frame 46, the resulting loose melt residues can be removed from the scintillation pot 76.
  • the milling head 36 is moved back out of the crucible 76 and the still lying in the crucible 76 loose melt residues, for example by means of a tool by hand from the crucible 76 or the furnace 14 with the help the pivoting device 66 further inclined so that the Schmelzrüdcknies slide out of the furnace 14.
  • the crucible 76 is again pivoted back by means of the pivoting device 66 in its operating position and can be charged again with zinc and used for the further production of zinc oxide.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Aggregat gemäß Anspruch 1, mit einer Vorrichtung zum Entfernen fester Schmelzrückstände aus einem Schmelzofen, insbesondere aus einem Schmelzofen zur Metalloxidherstellung.
  • Bei der Herstellung von Metalloxiden, wird aufgeschmolzenes Metall verdampft, der Metalldampf oxidiert, das dabei entstehende Metalloxid anschließend gekühlt und in einem Filter gesammelt Zum Verdampfen des Metalls wird dieses In einem Schmelzofen auf die entsprechende Verdampfungstemperatur erwärmt. Durch das Verdampfen des flüssigen Metalls In dem Schmelzofen entstehen In dem Schmelzofen Innerhalb kürzester Zelt feste Ablagerungen oder Schmelzrückstände, welche einerseits das weitere Erwärmen des Metalls erschweren und andererseits das zu befüllende Volumen des Schmelzofens kontinulerlich verringern. Darüber hinaus konzentrieren sich in den Schmelzrückständen Verunreinigungen aus der Metallschmelze, die zu einer Erhöhung von Verunreinigungen in dem zu erzeugenden Metalloxid führen, wenn die Schmelzrückstände nicht regelmäßig aus dem Schmelzofen entfernt werden.
  • Aus diesem Grund wird in Abhängigkeit von der Qualität des für die Herstellung des Metalloxides verwendeten Rohmaterials - häufig auf monatlicher Basis - der Schmelzofen von festen Schmelzrückständen befreit. Das Entfernen der festen Schmelzrückstände erfolgt üblicherweise manuell unter Zuhilfenahme eines Presslufthammers. Dies bedeutet jedoch, dass der Schmelzofen mindestens 24 Stunden abkühlen muss, bevor mit dem Entfernen der Schmelzrückstände begonnen werden kann, da der Mitarbeiter, der die Reinigung des Schmelzofens vornimmt, ansonsten durch die hohen Temperaturen sowie entstehende Gase gefährdet ist. Nach dem Reinigen muss der Schmelzofen wieder auf seine Betriebstemperatur hochgefahren werden, so dass der Herstellungsprozess über einen längeren Zeitraum unterbrochen ist. Unabhängig hiervon wird für das manuelle Entfernen fester Schmelzrückstände etwas Metall im Schmelzofen belassen, bei einem Ofen mit einer Kapazität von 4,5 Tonnen pro Tag etwa 50 bis 100 Kilogramm, um das Abschlagen der Schmelzrückstände zu erleichtern, wodurch ein zusätzlicher Materialverlust an Ausgangsmaterial den Wirkungsgrad des Prozesses weiter vermindert.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Aggregat umfassend einen Schmelzofen, insbesondere einen Schmelzofen zur Metalloxidherstellung, eine Stelleinrichtung für den Schmelzofen und eine Vorrichtung zum Entfernen fester Schmelzrückstände aus dem Schmelzofen anzugeben, bei dem die Schmelzrückstände schnell und ohne wesentliche Beeinträchtigung des Herstellungsprozesses entfernt werden können.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Aggregat mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
  • Erfindungsgemäß wird zum Entfernen der festen Schmelzrückstände aus dem Schmelzofen ein Aggregat mit einer Vorrichtung vorgeschlagen, die mit einem drehbar gelagerten Reinigungskopf zum mechanischen Entfernen der im Schmelzofen anhaftenden Schmelzrückstände ausgestattet ist. Mit Hilfe einer Manipulationseinrichtung kann dieser Reinigungskopf räumlich relativ zum Schmelzofen bewegt werden, so dass der Reinigungskopf zum Reinigen des Schmelzofens in diesen eingefahren und an jede Stelle innerhalb des Schmelzofens Schmelzrückstände entfernen kann. Der Reinigungskopf ist hierzu drehbar angetrieben und kann mit entsprechenden Reinigungselementen, wie Schneiden, Schabern und ähnliches ausgestattet sein.
  • Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Aggregats muss der Schmelzofen nicht abgeschaltet werden. Vielmehr reicht es aus, den Schmelzofen leerzufahren, d.h. so lange zu erhitzen, bis sämtliches aufgeschmolzenes Metall verdampft ist. Anschließend kann der noch heiße Schmelzofen mit Hilfe der Vorrichtung gereinigt werden, wobei mit hoher Wiederholgenauigkeit die festen Schmelzrückstände aus dem Schmelzofen entfernt werden können. Durch das erfindungsgemäße Aggregat lässt sich somit nicht nur die Reinigungsdauer verglichen mit dem Stand der Technik deutlich verringern. Darüber hinaus muss der Schmelzofen während des Reinigens auch nicht, abgeschaltet werden, sondern kann nach Durchführung der Reinigung unverzüglich wieder in Betrieb genommen werden. Erste Versuche beim Einsatz des erfindungsgemäßen Aggregats während der Zinkoxidherstellung haben gezeigt, dass sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Aggregats das Verhältnis zwischen eingesetztem Zinkmetall zu hergestelltem Zinkoxid im Vergleich zum Stand der Technik um etwa 5 bis 7% steigern lässt.
  • Unabhängig hiervon besteht für das Reinigungspersonal, das das Aggregat bedient, allenfalls eine geringe Gefährdung durch gelöste, umherfliegende Schmelzrückstände oder Gase, die noch aus dem heißen Schmelzofen austreten. Gegebenenfalls kann die Vorrichtung zum Entfernen fester Schmelzrückstände aus dem Schmelzofen auch mit einer automatischen Steuerung ausgestattet sein, so dass eine Bedienung durch Bedienungspersonal nicht erforderlich ist. Ist die Vorrichtung mit einer derartigen automatischen Steuerung ausgestattet, ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn die automatisch angesteuerte Vorrichtung den Schmelzofen entsprechend einem vorgegebenen Reinigungszyklus automatisch von festen Schmelzrückständen befreit.
  • So wird bei dem erfindungsgemäßen Aggregat vorgeschlagen, die Vorrichtung zum Entfern fester Schmelzrückstände aus dem Schmelzofen zusätzlich mit einer Stelleinrichtung für den Schmelzofen auszustatten, die zum Hin- und Herbewegen des Schmelzofens zwischen einer Betriebsposition, in der das Schmelzgut aufgeschmolzen und verdampft wird, und einer Reinigungsposition, in der der Reinigungskopf zum Entfernen der Schmelzrückstände in den Schmelzofen zu bewegen ist, dient. Mit Hilfe der Stelleinrichtung kann somit der Reinigungskopf mit der Manipulationseinrichtung seitlich des Schmelzofens angeordnet werden, so dass der Reinigungskopf und die Manipulationseinrichtung den ordnungsgemäßen Betrieb des Schmelzofens nicht beeinträchtigen. Lediglich zum Reinigen muss der Schmelzofen dann mit Hilfe der Stelleinrichtung in seine Reinigungsposition bewegt werden, in der der Schmelzofen in einer optimierten Position relativ zum Reinigungskopf und zur Manipulationseinrichtung für das Entfernen der Schmelzrückstände angeordnet ist.
  • Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.
  • Besonders bevorzugt wird die Stelleinrichtung des erfindungsgemäßen Aggregats verwendet, wenn der Schmelzofen ein Tiegelschmelzofen ist, der in seiner Betriebsstellung aufrecht steht. Mit Hilfe der Stelleinrichtung, die bei dieser Weiterbildung als Schwenkeinrichtung ausgebildet ist, kann dann der Tiegelschmelzofen zwischen seiner Betriebsposition, in der er aufrecht steht, und seiner Reinigungsposition, in der er aus der Vertikalen geneigt ist, hin- und hergeschwenkt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung weist die Manipulationseinrichtung einen ersten Arm, welcher um eine erste Schwenkachse schwenkbar ist, sowie einen am ersten Arm um eine zweite Schwenkachse schwenkbaren zweiten Arm auf, an welchem der Reinigungskopf drehbar gelagert ist. Durch Verwendung einer Manipulationseinrichtung mit zwei relativ zueinander verschwenkbaren Armen ist es möglich, den gesamten Innenraum des Schmelzofens durch entsprechendes Verschwenken der beiden Arme zueinander mit Hilfe des Reinigungskopfes zu reinigen.
  • Die Schwenkachsen der beiden Arme verlaufen dabei zumindest annähernd parallel zueinander, um einen möglichst großen räumlichen Bereich mit Hilfe der Manipulationseinrichtung abdecken zu können. Die Rotationsachse des Reinigungskopfes verläuft dabei gleichfalls annähernd parallel zu den Schwenkachsen der beiden Arme.
  • Zum Verstellen des ersten Arms und des zweiten Arms wird jeweils ein fremdbetätigter Aktuator eingesetzt. Besonders bevorzugt werden hierzu Hydraulikzylinder verwendet, die ein vergleichsweise geringes Bauvolumen aufweisen und gleichzeitig in der Lage sind, die zum Verstellen, der Arme aufzubringenden Stellkräfte sowie die zum Entfernen der Schmelzrückstände erforderlichen Vorschubkräfte zu erzeugen. Darüber hinaus neigen Hydraulikzylinder auch bei extremen Umgebungsbedingungen, wie sie in Schmelzbetrieben, beispielsweise bei der Herstellung von Metalloxiden, vorherrschen, nicht zum Ausfall. Der Rotationsantrieb für den Reinigungskopf ist bei der als Arm gebildeten Manipulationseinrichtung am zweiten Arm vorgesehen, vorzugsweise.
  • Damit die Manipulationseinrichtung mit ihren beweglichen Komponenten sowie den zugehörigen Antrieben möglichst entfernt von dem heißen Schmelzofen während des Reinigungsvorganges angeordnet ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Reinigungskopf an einem drehbar gelagerten Schaft lösbar zu befestigen, welcher durch den Rotationsantrieb um seine Längsachse in Drehung versetzbar ist. Der Schaft ist dabei gestaltet, dass seine Festigkeit ausreicht, den beim Entfernen der Schmelzrückstände entstehenden Verformungskräften zu widerstehen. Durch das lösbare Befestigen des Reinigungskopfes wird ferner, wenn der Reinigungskopf nach längerem Gebrauch verschlissen ist, ein einfacher Austausch des Reintgungskopfes ermöglicht.
  • Als Reinigungskopf wird vorzugsweise ein entsprechend gestalteter Fräskopf verwendet, mit dem die festen Schmelzrückstände problemlos aus dem Schmelzofen entfernt werden können.
  • Um den eigentlichen Schmelzbetrieb nicht zu beeinträchtigen, ist die Manipulationseinrichtung mit einem Gestell versehen, welches zum Einführen des Reinigungskopfes in den und Herausziehen des Reinfgungskopfes aus dem Schmelzofen längsverschieblich gelagert ist. Das Gestell ist an einer Längsführung verschieblich gelagert und wird vorzugsweise mit Hilfe eines Drehantriebes verstellt, welcher über eine Spindelmutter und eine mit dieser in Eingriff stehende Spindel mit dem Gestell zum Verschieben zusammenwirkt. Insbesondere die Verwendung einer Spindelmutter mit Spindel hat den Vorteil, dass das Gestell mit hoher Wiederholgenauigkeit und hoher Präzision verfahren werden kann.
  • Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Axialbewegung des Reinigungskopfes relativ zum Schmelzofen mit Hilfe des längsverschieblichen Gestells erreicht werden soll. Ist die Manipulationseinrichtung mit zwei Armen ausgestattet, deren Schwenkachsen parallel zueinander verlaufen, wie zuvor bereits geschildert wurde, verlaüft die Längsführung parallel zu den beiden Schwenkachsen Durch die sich durch die Schwenkachsen und die Unearführung ergebenden Freiheitsgrade kann somit der Reinigungskopf einen definierten Raum, der sich lediglich durch die Länge der Arme und die Länge der Längsführungen beschränkt, erreichen.
  • Da die Vorrichtung zum Entfernen fester Schmelzrückstände auch eingesetzt werden kann, wenn der Schmelzofen noch warm ist, wie zuvor bereits erläutert wurde, können die dabei aus dem Schmelzofen aufsteigenden Gase sowie Schwebstoffe und Partikel, die während des Entfernens der Schmeizrückstände entstehen bzw. freigesetzt werden, mit Hilfe einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden. Ist das Aggregat mit der zuvor beschriebenen Stelleinrichtung gestattet, ist die Absaugeinrichtung vorzugsweise in einer Position positioniert, in der sie die Gase und Schwebstoffe mit höchster Wirkung absaugen kann, wenn sich der Schmelzofen in seiner Reinigungsposition befindet.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung von Metalloxiden mit einer Vorrichtung zum Entfernen von Schmetzückständen,
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung einer Manipulationseinrichtung der erfindungsgemäßen Aggregats mit Reinigungskopf,
    Fig. 3
    eine schematische Seitenansicht des Erfindungsgemäßen Aggregats beim Entfernen von Schmelzrückständen aus einem Tegelschmelzofen, und
    Fig. 4
    eine schematische Vorderansicht des in Fig. 3. gezeigten Aggregats beim Entfernen der Schmelzrückstände.
  • In Fig. 1 ist In schematischer Darstellung eine Anlage 10 zur Zinkoxidherstellung gezeigt, die mit einer Vorrichtung 12 zum Entfernen von Schmetzrückständen ausgestattet ist
  • Die Anlage 10 weist einen Schmelzofen 14 auf, der unterhalb eines Ansaugrohrs 16 angeordnet ist. Das Ansaugrohr 16 steht über eine Leitung 18 mit einem Dekantierer 20 In Strömungsverbindung. Der Dekantierer 20 steht seinerseits mit einer aus insgesamt vier Filtereinheiten 22 gebildeten Filtereinrichtung 24 über eine Leitung 26 in Strömungsverbindung. Unterhalb der Filtereinheiten 22 ist eine Transporteinrichtung 28 zum Abtransport des gewonnenen Zinkoxides sowie eine sich an diese anschließende Packelnrichtung 30 angeordnet. Des Weiteren ist an dem Übergang des Schmelzofens 14 in das Ansaugrohr 16 eine Fütereinheit 32 angeordnet, welche am Ansaugrohr 16 vorbeiströmende Gase absaugt und filtert.
  • Während des Betriebes wird Zink im Schmelzofen 14 aufgeschmolzen und so weit erwärmt, dass das flüssige Zink in die Dampfphase übergeht. Das dabei aufsteigende dampfförmige Zink wird anschließend vom Ansaugrohr 16 erfasst und in diesem mit Hilfe eines nicht dargestellten Brenners zu Zinkoxid oxidiert. Anschließend wird das Zinkoxid über die Leitung 18 einem Dekantierer 20 zugeführt, indem aus dem Gasstrom unerwünschte Bestandteile aus den von dem Ansaugrohr 16 abgesaugten Gasen entfernt werden. Die mit Zinkoxid angereicherten Gase werden anschließend der Filtereinrichtung 24 zugeführt, in der das Zinkoxid aus den Gasen ausgefiltert wird, während die gereinigten Abgase an die Umgebung abgegeben werden, wie durch den Pfeil angedeutet ist. Eventuell am Ansaugrohr 16 vorbeiströmende Gase mit dampfförmige Zink und Zinkoxid werden erfasst und an die Filtereinheit 32 weitergeleitet, welche die Gase von den Schwebstoffen befreit und an die Umgebung abgibt.
  • Erfindungsgemäß ist die Anlage 10 mit der Vorrichtung 12 zum Entfernen von Schmelzrückständen ausgestattet, deren Aufbau und Funktionsweise nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 näher erläutert wird.
  • In Fig. 2 ist in perspektivischer Darstellung eine Manipulationseinheit 34 gezeigt, welche zum räumlichen Hin- und Herbewegen eines als Fräskopf 36 ausgebildeten Reinigungskopfes dient. Die Manipulationseinrichtung 34 hat eine Basis 38, welche mit zwei parallel zueinander verlaufenden Längsführungen 40 und 42 ausgestattet ist. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ruht die Basis 38 auf Rollen 44, so dass die Manipulationseinheit 34 in ihrer Position verfahren werden kann, um beispielsweise zwischen mehreren Schmelzöfen 14 hin- und herbewegt zu werden.
  • Wie Fig. 2 weiter zeigt, dienen die beiden Längsführungen 40 und 42 zum längsbeweglichen Führen eines Gestells 46. Um das Gestell 46 an den Längsführungen 40 und 42 zu verfahren, ist das Gestell 46 mit zwei Spindelmuttern 48 ausgestattet, welche mit einer an der Basis 38 drehbar gelagerten Spindel 50 in Eingriff stehen. Mit Hilfe eines Drehantriebes 52 (vgl. Fig. 3 und 4) kann die Spindel 40 um ihre Längsachse gedreht werden, wobei die Drehung ein Verstellen der Spindelmuttern 48 entlang der Spindel 50 bewirkt, welche ihrerseits eine Bewegung des Gestells 46 entlang der Längsführungen 40 und 42 verursachen.
  • Am Gestell 46 ist an einer parallel zu den beiden Längsführungen 40 und 42 verlaufenden ersten Schwenkachse A1 ein erstes Armpaar 54 schwenkbar gelagert. Am freien Ende des ersten Armpaares 52 ist wiederum an einer zweiten Schwenkachse A2 ein zweites Armpaar 56 schwenkbar gelagert. Auch hier verläuft die zweite Schwenkachse A2 parallel zur ersten Schwenkachse A1 und damit parallel zu den Längsführungen 40 und 42.
  • Am freien Ende des zweiten Armpaares 56 ist ein Rotationsantrieb 58 vorgesehen, dessen Rotationsachse R gleichfalls parallel zu den beiden Schwenkachsen A1 und A2 sowie parallel zu den beiden Längsführungen 40 und 42 verläuft. Der Rotationsantrieb 58 treibt einen Schaft 60 an, welcher sich parallel zu der Längsführung 40 und 42 erstreckt und an dessen freiem Ende der Fräskopf 36 lösbar befestigt ist.
  • Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, in der eine Vorderansicht der Vorrichtung 12 gezeigt ist, werden die beiden Armpaare 54 und 56 mit Hilfe zweier Hydraulikzylinder 62 und 64 verstellt.
  • Generell erlaubt diese Vorrichtung 12 eine axiale Vorschubbewegung und eine queraxiale parallelverschiebliche Bewegung des Fräskopfes 36.
  • Wie Fig. 3 weiter zeigt, weist die Vorrichtung 12 ferner eine Schwenkeinrichtung 66 auf, mit der der Schmelzofen 14 zwischen seiner Betriebsposition, in der er aufrecht steht, und einer Reinigungsposition, in der er horizontal geneigt verläuft, hin- und hergeschwenkt werden kann. Die Schwenkeinrichtung 66 weist hierzu eine Aufnahme 68 auf, welche an Gelenken 70 und 72 schwenkbar an einer Kante einer Grube 74 vorgesehen sind. In die Aufnahme 68 ist der Schmelzofen 14 eingehängt, in den der eigentliche Schmelztiegel 76 (vgl. Fig. 3) für das aufzuschmelzende Metall positioniert ist. An die Aufnahme 68 sind zwei Hydraulikzylinder 78 gekoppelt, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 3 nur einer dargestellt ist. Mit Hilfe der Hydraulikzylinder 78 kann die Aufnahme 68 und damit der Schmelzofen 14 zwischen der Betriebsposition und der Reinigungsposition hin- und hergeschwenkt werden.
  • Befindet sich nun der Schmelzofen 14 im Betrieb, sind die Hydraulikzylinder 78 eingefahren, so dass der Schmelztiegel 76 mit seiner Öffnung zumindest annähernd horizontal verläuft. Während des Erwärmens steigt dabei das aufgeschmolzene Zink als Dampf auf und wird von dem oberhalb des Schmelztiegels 76 angeordneten Ansaugrohr 16 abgeführt und in der zuvor beschriebenen Weise weiterverarbeitet.
  • Soll nun nach einer definierten Betriebsdauer von beispielsweise vier Wochen der Schmelzofen 14 gereinigt werden, wird der Schmelzofen 14 zunächst so lange erwärmt, bis zumindest annähernd alles Zinkmetall aus dem Schmelzofen 14 verdampft ist. Anschließend wird der noch heiße Schmelzofen 14 von der Schwenkeinrichtung 66 durch Ausfahren der Hydraulikzylinder 78 in seine Reinigungsposition geschwenkt, in der der Schmelztiegel 76 mit seiner Öffnung zumindest annähernd vertikal verläuft. Anschließend wird durch Aktivieren der Spindel 50 die Manipulationseinrichtung 34 mit dem Fräskopf 36 in den Schmelztiegel 76 bewegt, wobei gleichzeitig der Rotationsantrieb 58 in Betrieb gesetzt wird, um den Fräskopf 36 in Rotation zu versetzen. Nach dem Inbetriebsetzen des Fräskopfes 36 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuerung der Fräskopf 36 beispielsweise entsprechend einem vorgegebenen Reinigungszyklus durch Verstellen der beiden Armpaare 54 und 56 zueinander sowie durch Verfahren des Gestells 46 entlang der Längsftihrung 40 und 42 innerhalb des Schmelztiegels 76 so hin- und hergefahren, dass zumindest annähernd bis zur Innenobertläche des Schmelztiegels 76 anhaftende feste Schmelzrückstände entfernt werden. Durch entsprechend regelmäßiges Verfahren des Gestells 46 können die dabei entstehenden losen Schmelzrückstände aus dem Scfimelztiegel 76 entfernt werden. Ist das Lösen der Schmelzrückstände von der Innenwand des Schmelzdegels 76 abgeschlossen, wird der Fräskopf 36 wieder aus dem Schmelztiegel 76 herausbewegt und die noch im Schmelztiegel 76 liegenden losen Schmelzrückstände beispielsweise mit Hilfe eines Werkzeuges von Hand aus dem Schmelztiegel 76 entfernt oder der Schmelzofen 14 mit Hilfe der Schwenkeinrichtung 66 noch weiter geneigt, damit die Schmelzrüdckstände aus dem Schmelzofen 14 gleiten.
  • Nach dem Entfernen der losen Schmetzrückstände wird der Schmelztiegel 76 wieder mit Hilfe der Schwenkeinrichtung 66 in seine Betriebsposition zurückgeschwenkt und kann erneut mit Zink beschickt und für die weitere Herstellung des Zinkoxides eingesetzt werden.
  • Wie die zuvor gegebenen Erläuterungen zeigen, lässt sich mit Hilfe der Vorrichtung 12 ohne Unterbrechung des laufenden Betriebes der Schmelzofen 14 sehr schnell und mit hoher Wiederholgenauigkeit reinigen, ohne dass es dabei zu einer Gefährdung von Mitarbeitern kommt.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Anlage
    12
    Vorrichtung zum Entfernen von Schmelzrückständen
    14
    Schmelzofen
    16
    Ansaugrohr
    18
    Leitung
    20
    Dekantierer
    22
    Filtereinheiten
    24
    Filtereinrichtung
    26
    Leitung
    28
    Transporteinrichtung
    30
    Packeinrichtung
    32
    Filtereinheit
    34
    Manipufationseinrichtung
    36
    Fräskopf
    38
    Basis
    40
    Längsführung
    42
    Längsführung
    44
    Rollen
    46
    Gestell
    48
    Spindelmuttern
    50
    Spindel
    52
    Drehantrieb
    A1
    erste Schwenkachse
    54
    erstes Annpaar
    A2
    zweite Schwenkachse
    56
    zweites Armpaar
    58
    Rotationsantrieb
    R
    Rotationsachse
    60
    Schaft
    62
    Hydraulikzylinder
    64
    Hydraulikzylinder
    66
    Schwenkeinrichtung
    68
    Aufnahme
    70
    Gelenk
    72
    Gelenk
    74
    Grube
    76
    Schmelztiegel
    78
    Hydraulikzylinder

Claims (6)

  1. Aggregat umfassend einen Schmelzofen (14), insbesondere einen Schmelzofen zur Metalloxidherstellung, eine Stelleinrichtung (66) für den Schmelzofen (14) und eine Vorrichtung (12) zum Entfernen fester Schmetzrückstände aus dem Schmelzofen (14), wobei die Vorrichtung. (12) einen drehbar angetriebenen Reinigungskopf (36) zum mechanischen Entfernen der im Schmelzofen (14) anhaftenden Schmelzrückstände, einen Rotationsantrieb (58) für den Reinigungskopf (36) sowie eine. Manipulationseinrichtung (34) zum räumlichen Bewegen des Reinigungskopfes (36) relativ zum Schmelzofen (14) aufweist, und die Stelleinrichtung (66) zum Hin- und Herbewegen des Schmelzofens (14) zwischen einer Betriebsposition zum Aufschmelzen des Schmelzgutes und einer Reinigungsposition angepasst ist, in der der Reinigungskopf (36) zum Entfernen der Schmelzrückstände in den Schmelzofen (14) zubewegen ist
    wobei die Mahipulationseinrichtung (34) eine Basis (38), die mit zwei parallel zueinander verlaufenden Längsführungen (40, 42) ausgestattet ist, und ein Gestell (46) aufweist, welches zum Einführen des Reinigungskopfes (36) in den und Herausziehen des Reinigungskopfes (36) aus dem Schmelzofen (14) längsverschieblich durch die Längsführungen (40, 42) gelagert ist, wobei am Gestell (46) an einer parallel zu den beiden Längsführungen (40, 42) verlaufenden ersten Schwenkachse A1 ein erstes Armpaar (54) schwenkbar und am freien Ende des ersten Armpaares (54) an einer zweiten Schwenkachse A2 ein zweites Armpaar (56) schwenkbar gelagert ist, wobei die zweite Schwenkachse A2 parallel zur ersten Schwenkachse A1 und parallel zu den Längsführungen (40,42) verläuft, wobei am freien Ende des zweiten Armpaares (56) ein Rotationsantrieb (58) vorgesehen ist, dessen Rotationsachse R gleichfalls parallel zu den beiden Schwenkachsen A1, A2 sowie parallel zu den beiden Längsführungen (40,42) verläuft, wobei der Rotationsantrieb (58) einen Schaft (60) antreibt, der sich parallel zu der Längsführung (40,42) erstreckt und an dessen freiem Ende der Reinigungskopf (36) lösbar befestigt ist derart, dass die Manipulationseinrichtung mit ihren beweglichen Komponenten sowie den zugehörigen Antrieben entfernt vom Schmelzofen während des Reinigungsvorgangs angeordnet ist.
  2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzofen (14) ein Tiegelschmelzofen ist, der in seiner Betriebsstellung aufrecht steht, und dass die Stelleinrichtung eine Schwenkeinrichtung (66) ist, die den Tiegelschmelzofen zwischen seiner Betriebsposition und seiner Reinigungsposition, in der der Tiegelschinelzofen aus der Vertikalen geneigt ist, hin und her schwenkt.
  3. Aggregat nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (54) und der zweite Arm (56) jeweils durch einen Aktuator, vorzugsweise einen Hydraulikzylinder (62, 64), um ihre Schwenkachsen (A1, A2) verstellbar sind.
  4. Aggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskopf (36) als Fräskopf ausgebildet ist.
  5. Aggregat nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gestell (46) mindestens eine Spindelmutter (48) mit einer Spindel (50) in Eingriff steht, welche zum Bewegen des Gestells (46) entlang der Längsführung (40, 42) von einem Drehantrieb (52) antreibbar ist.
  6. Aggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Absaugeinrichtung zum Absaugen von Gasen und Schwebstoffen während des Entfernens der Schmelzrückstände.
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